另一个破纪录的太阳能电池串联钙钛矿;隐形光子设备;镀金DNA纳米线。
另一个破纪录的串联钙钛矿的太阳能电池
加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室的科学家报告一个新的设计钙钛矿的太阳能电池达到稳态效率平均为18.4%,高21.7%和26%的最高效率。
“这有很大的可能成为最便宜的光伏市场上,插到任何家庭太阳能系统,“偏向Ergen说,加州大学伯克利分校的物理学研究生。
工作是基于一种新的太阳能电池组合两个钙钛矿材料——每个调谐吸收不同波长或阳光的颜色,到一个“分级隙”太阳能电池吸收几乎整个光谱的可见光。
两种材料的关键交配成串联太阳能电池是一种单原子层厚厚的六角氮化硼的。在这种情况下,钙钛矿材料的有机分子甲基和氨,但一个包含金属锡和碘,而其他含铅和溴碘掺杂。前者是调到优先吸收光线的能量1电子伏特(eV) -红外,或热能,而后者吸收光子的能量2电动汽车,或琥珀色。
钙钛矿/氮化硼三明治被放置在一个轻量级的石墨烯气凝胶促进更细粒度的钙钛矿晶体的生长,作为防潮层,帮助稳定电荷传输虽然太阳能电池。水分使钙钛矿分崩离析。
截面的新太阳能电池,显示了两个钙钛矿层(红色和米色)分离的单原子层的氮化硼和厚的石墨烯气凝胶(深灰色),防止水分从破坏钙钛矿。氮化镓(蓝色)和金色(黄色)电极通道生成电子当光照射到太阳能电池。(来源:加州大学伯克利分校)
整件事情与金电极和限制在底部顶部由一个氮化镓层收集细胞内产生的电子。薄膜太阳能电池的活性层厚约400纳米。
可以添加更多层次的六角氮化硼钙钛矿分离,尽管这可能不是必要的,由于广谱他们已经获得的效率,研究人员说。
“人们有这个想法容易做,卷对光伏发电,把塑料从一卷,喷涂太阳能材料,回滚该事务,”Alex Zettl领导说,加州大学伯克利分校的物理学教授和高级教员在伯克利实验室。”这种新材料,我们在大规模生产精密卷绕对位的政权;真的很像喷漆。”
隐形光子设备
犹他大学的工程师们开发了一个隐身器件光子集成设备,以使未来的芯片更小,速度更快,消耗更少的电能。
虽然光子芯片保持优势,如果两个光子设备太接近对方,他们将不会工作,因为它们之间的光泄漏将导致相声就像无线电干扰。如果他们是间隔远为了解决这个问题,太大的芯片。
团队决定解决这个问题通过一个特殊的nanopatterened硅障碍之间的两个光子设备,它就像一个“斗篷”和技巧从没有看到另一个设备。
“我们正在使用的原则是类似于哈利波特的隐形斗篷,“Rajesh Menon说,副教授在犹他大学电气和计算机工程。“任何光,仿佛一个设备重定向回模拟没有邻近的设备的情况。就像一个屏障,它把光回原来的设备。它是被愚弄到另一边没有思考”。
梅农认为最直接申请这项技术和光子芯片将数据中心。根据一项研究来自美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室,数据中心就在美国2014年消耗700亿千瓦时,或美国总用电量的1.8%左右。和权力使用到2020年预计将增长4%。
镀金DNA纳米线
科学家们Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf建造了一个镀金(HZDR)和帕德伯恩大学基于dna的互连进行电流的能力。
为了生产纳米线,研究人员结合遗传物质的单链DNA片段较短的碱基对形成稳定的双链。使用这种方法,独立承担所需的结构形式。
“借助这种方法,类似于日本折纸折纸技术,因此被称为dna折纸,我们可以创建小模式,“说阿图尔Erbe, HZDR研究员。“两个电路的分子和原子也可以想象在这里。”
不过,还有一个问题:“遗传物质进行电流不是特别好,”Erbe说。所以,团队把镀金的纳米粒子放在DNA电线使用化学键。随后使用电子束曝光他们接触个人电子电线。“这之间的联系大大大电极和个人DNA结构碰到技术难题直到现在。通过结合这两种方法,我们可以解决这个问题。我们可以因此非常精确确定电荷传输通过个人电线第一次”Erbe补充说。
“我们实际上仍处于基础研究阶段,这就是为什么我们使用黄金而不是更有成本效益的金属。然而,我们已经迈出重要的一步,可能使电子设备基于DNA可能的将来。”
为了提高传导,团队的目标是将黄金粒子之间的导电聚合物。他们还认为,金属化处理可以改善。
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